JP4765067B2 - Hologram memory device and hologram refresh method applied to this device - Google Patents
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Description
本発明は、フォトリフラクティブ媒質などの書き換え可能な媒質を用いたホログラフィックメモリにおける多重記録・再生、および多重記録されたホログラムのリフレッシュ（再記録）を行うホログラムメモリ装置およびこの装置に適用されるホログラムリフレッシュ方法に関するものである。 The present invention relates to a hologram memory device for performing multiplex recording / reproduction in a holographic memory using a rewritable medium such as a photorefractive medium, and refreshing (re-recording) of a holographically recorded hologram, and a hologram applied to the device. It relates to a refresh method.
ホログラフィックメモリは、ＤＶＤ、青紫光ディスク等の記録メディアに続く次世代の高速・大容量ストレージとして期待され、現在多くの研究開発がなされている。ホログラフィックメモリは、二次元の画像情報（現状の空間光変調器と光検出器では１０００×１０００ｂｉｔ程度）を持つホログラムを一つの空間に多数記録でき、それぞれの二次元データは一度の光照射で並列に記録・再生されるため、ＴＢｙｔｅオーダの記録容量、Ｇｂｐｓオーダの高速データ転送を達成できる。 Holographic memory is expected as a next-generation high-speed and large-capacity storage following recording media such as DVDs and blue-violet optical disks, and many researches and developments are currently being made. The holographic memory can record a large number of holograms having two-dimensional image information (about 1000 × 1000 bits in the current spatial light modulator and photodetector) in one space, and each two-dimensional data can be obtained by light irradiation once. Since recording / reproducing is performed in parallel, a recording capacity of TByte order and high-speed data transfer of Gbps order can be achieved.
特に、データの消去や書き換えが可能なホログラフィック媒質として、フォトリフラクティブ効果を用いたものが最も有力である。フォトリフラクティブ媒質中に記録されたホログラムは揮発性であり、光を照射することによって消去できるため、何度でも書き換え可能であるという特長を持つ。 In particular, a holographic medium capable of erasing and rewriting data is most effective using a photorefractive effect. A hologram recorded in a photorefractive medium is volatile and can be erased by irradiating it with light, so that it can be rewritten any number of times.
しかし、それは、読出し光を照射することによっても徐々にホログラムの再生劣化が起こることを意味し、記録寿命が短いという問題がある。これを克服する手段として、これまで熱定着、電界定着、あるいは二色記録等のように、記録したホログラムを定着し、光に対して一時的に不感にする処理を用いる方法が提案されている（例えば、非特許文献１、２、３、参照。）。
However, this means that the hologram reproduction gradually deteriorates even by irradiating the readout light, and there is a problem that the recording life is short. As a means for overcoming this problem, a method has been proposed in which a recorded hologram is fixed and temporarily insensitive to light, such as thermal fixing, electric field fixing, or two-color recording. (For example, refer
なお、これらの手法を用いたメモリは、書き換え可能であるが、仮に一つの空間に多重記録されたそれぞれのホログラムに対して任意に書き換え操作をしようとすると、他のホログラムにも劣化が起こる。したがって、上記の手法ではランダムに書き換え操作を行うことは困難であるため、書き換えの際には、一度多重記録されたデータを一括消去することになる。 Although the memory using these methods is rewritable, if an arbitrary rewrite operation is performed on each of the holograms multiplex-recorded in one space, the other holograms also deteriorate. Therefore, since it is difficult to perform a rewrite operation at random with the above-described method, data that has been once recorded in a multiple manner is erased all at once.
そこで、上記のような定着技術を用いず、再生時に、信号光と等価な情報を持つ位相共役光を用いてホログラムをリフレッシュ（再記録）することによって、フォトリフラクティブ結晶に記録されたホログラムを非破壊再生する手法、および劣化したホログラムを全光学的に修復するための手法が提案されている。なお、信号光の例として、空間光変調器によってディジタルの二次元輝度情報が変調された物体光等が挙げられる。 Therefore, the hologram recorded on the photorefractive crystal can be removed by refreshing (re-recording) the hologram using phase conjugate light having information equivalent to the signal light at the time of reproduction without using the fixing technique as described above. A method for destructive reproduction and a method for optically repairing a deteriorated hologram have been proposed. Examples of signal light include object light in which digital two-dimensional luminance information is modulated by a spatial light modulator.
この位相共役光を用いた手法をホログラムメモリ装置に適用すると、任意のホログラムに対して書き換えをした場合にも、再生劣化を防ぐことができる。（例えば、非特許文献４、５、参照。）。
When this technique using phase conjugate light is applied to a hologram memory device, reproduction deterioration can be prevented even when an arbitrary hologram is rewritten. (For example, refer
なお、ホログラムの再記録動作、選択消去技術等に関し、様々な提案が成されている（例えば、非特許文献６〜１０、参照。）。
Various proposals have been made regarding hologram re-recording operations, selective erasing techniques, and the like (for example, see Non-Patent
しかしながら、上記位相共役光を用いた従来のホログラムの多重記録方法は、ホログラムメモリ装置に多重記録するホログラムの数を増やして記録密度を上げるにしたがって、以下の第１から第３の理由により、リフレッシュの効果が著しく低下するため、再生劣化を完全に防ぐことが困難であるという問題があり、そのため、非破壊再生可能なホログラム多重数は事実上制限されてきた。 However, the conventional hologram multiple recording method using the phase conjugate light is refreshed for the following first to third reasons as the number of holograms to be multiplexed recorded in the hologram memory device is increased to increase the recording density. As a result, the number of holograms that can be reproduced in a non-destructive manner has been practically limited.
つまり、第１に、位相共役光を用いた従来のホログラムの多重記録方法は、多重されたホログラムのアドレス指定に参照光の角度や位相など位相情報の変化を用いているため、位相共役光によるリフレッシュ効果は位相整合条件を満たす一つのホログラムのみに働き、それ以外の位相不整合となるホログラムに対しては消去効果のみが働くため、リフレッシュの効率が悪くなる。 That is, first, the conventional hologram multiple recording method using phase conjugate light uses a change in phase information such as the angle and phase of the reference light for addressing the multiplexed hologram. The refresh effect works only on one hologram that satisfies the phase matching condition, and only the erasing effect works on other holograms that are phase mismatched, so the refresh efficiency is reduced.
第２に、位相共役光を用いた従来のホログラムの多重記録方法は、全ての記録情報を維持するためには、全てのホログラムに対して周期的にリフレッシュを行う必要があり、そのため、多重数の増加に比例してリフレッシュの時間間隔が長くなる。また、全てのホログラムに対して周期的にリフレッシュを行うためには、メモリ装置以外にリフレッシュ動作を制御するための回路が必要となり、装置構成を簡単にすることができない。 Second, the conventional hologram multiple recording method using phase conjugate light needs to periodically refresh all holograms in order to maintain all the recorded information. The refresh time interval becomes longer in proportion to the increase in. Further, in order to periodically refresh all holograms, a circuit for controlling the refresh operation is required in addition to the memory device, and the device configuration cannot be simplified.
第３に、位相共役光を用いた従来のホログラムの多重記録方法は、Ｍページ（Ｍは１以上の整数）のホログラムを一箇所に多重記録する場合、１ページあたりの屈折率変化量は一つのホログラムだけを記録させた場合の屈折率変化の１／Ｍとなる。その結果、回折効率はおよそ１／Ｍ２に減少する。したがってホログラム多重数Ｍの増加に伴い、リフレッシュするために必要な回折光強度、および位相共役光強度を得ることができなくなる。 Thirdly, the conventional hologram multi-recording method using phase conjugate light has a refractive index change amount of one page when M-page (M is an integer of 1 or more) holograms are recorded in one place. This is 1 / M of the change in refractive index when only one hologram is recorded. As a result, the diffraction efficiency is reduced to approximately 1 / M 2 . Therefore, as the number of multiplexed holograms M increases, the diffracted light intensity and phase conjugate light intensity necessary for refreshing cannot be obtained.
また、仮に信号光（例えば物体光）側の角度を変化させて多重記録しようとすると、読み出し光を照射した時に全てのホログラムからの回折光が同時に出力されるため、これらを空間的に分離しなければならない。したがって、この手法を用いてホログラム多重記録を行った場合、出力光を検出するための位置合わせが困難である上、完全に分離するには空間フィルタリングを用いる必要がある等の幾何的な制約が生じ、一つのスポットに記録できる情報量が制限されるため、実用的ではない。 Also, if multiplex recording is attempted by changing the angle on the signal light (for example, object light) side, diffracted light from all holograms will be output simultaneously when irradiated with readout light. There must be. Therefore, when holographic multiplex recording is performed using this method, alignment for detecting the output light is difficult, and geometrical constraints such as the need to use spatial filtering for complete separation are required. This is not practical because the amount of information that can be recorded in one spot is limited.
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、多重記憶するホログラム数を多くして記録密度を上げることが可能であり、必要に応じて所望のホログラムを選択的に再生できる、装置構成が簡単なホログラムメモリ装置およびその装置に適用されるホログラムリフレッシュ方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to increase the recording density by increasing the number of holograms to be multiplex-stored, and to select a desired hologram as necessary. It is an object of the present invention to provide a hologram memory device having a simple device configuration and a hologram refresh method applied to the device.
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明のホログラムメモリ装置は、ホログラフィック媒質と、該ホログラフィック媒質に信号光を入力する信号光入力部と、前記信号光の空間位相情報を変化させる空間位相制御部と、前記ホログラフィック媒質に前記信号光と交わる方向から信号光干渉用の参照光を入力する参照光入力部と、前記ホログラフィック媒質に位相共役光を入力する１つ以上の位相共役器と、前記空間位相制御部による制御によって空間位相情報を変化させながら前記ホログラフィック媒質に信号光を入力して該信号光と前記参照光との干渉により前記ホログラフィック媒質にホログラムを多重記録するホログラム多重記録制御部と、前記ホログラムの多重記録後に前記信号光を非入力状態として前記ホログラフィック媒質に前記参照光を入力して前記ホログラムの多重回折光を形成し、該多重回折光を前記位相共役器に入力して前記多重回折光の位相共役光を発生し、該位相共役光を前記ホログラフィック媒質に入力することにより該ホログラフィック媒質に前記ホログラムを一括して再記録するホログラム再記録制御部とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, the hologram memory device of the first invention includes a holographic medium, a signal light input unit that inputs signal light to the holographic medium, a spatial phase control unit that changes spatial phase information of the signal light, A reference light input unit that inputs reference light for signal light interference from a direction intersecting with the signal light to the holographic medium, one or more phase conjugators that input phase conjugate light to the holographic medium, and the spatial phase multiplexed holographic recording control for multiplexing recording holograms before Kiho b graphic medium due to interference by the input signal light to the holographic medium while changing a spatial phase information by control of the control unit and the signal light and the reference light And the reference light is input to the holographic medium in a non-input state after the holographic recording of the hologram. Forming a multiple diffracted light of the hologram, inputting the multiple diffracted light to the phase conjugator to generate a phase conjugate light of the multiple diffracted light, and inputting the phase conjugate light to the holographic medium; A configuration having a hologram re-recording control unit that re-records the hologram on the holographic medium in a lump is used as means for solving the problem.
また、第２の発明のホログラムメモリ装置は、上記第１の発明の構成に加え、前記位相共役器はホログラフィック媒質と間隔を介し信号光の入力側と反対側に配設される相互励起型位相共役器とした構成をもって課題を解決する手段としている。 In addition to the configuration of the first invention, the hologram memory device of the second invention is a mutual excitation type in which the phase conjugator is disposed on the opposite side to the input side of the signal light through a gap with the holographic medium. The configuration of the phase conjugator is a means for solving the problem.
さらに、第３の発明のホログラムメモリ装置は、上記第１または第２の発明の構成に加え、前記空間位相制御部は、信号光の入力光路に交わる態様で設けられて前記信号光にランダムな空間位相分布を付加する拡散板と、該拡散板を前記信号光の進行方向に対して交わる方向に変位させる拡散板変位手段とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。 Further, in the hologram memory device of the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the spatial phase control unit is provided in a mode crossing an input optical path of signal light, and is random to the signal light. Means for solving the problems has a configuration including a diffusion plate that adds a spatial phase distribution and a diffusion plate displacing unit that displaces the diffusion plate in a direction intersecting the traveling direction of the signal light.
さらに、第４の発明のホログラムメモリ装置は、上記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記ホログラフィック媒質はフォトリフラクティブ媒質により形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, the hologram memory device according to a fourth aspect of the invention is a means for solving the problems by having a configuration in which the holographic medium is formed of a photorefractive medium in addition to the configuration of the first, second or third invention. .
さらに、第５の発明のホログラムメモリ装置は、上記第２乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記相互励起型位相共役器はフォトリフラクティブ媒質を有して構成され、前記相互励起型位相共役器にホログラフィック媒質から再生される多重回折光と読出し光とを入力して前記多重回折光の位相共役光を発生する構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, a hologram memory device according to a fifth aspect of the present invention is configured such that, in addition to the configuration of any one of the second to fourth aspects, the mutual excitation type phase conjugator includes a photorefractive medium. A configuration that solves the problem has a configuration in which multiple diffracted light reproduced from a holographic medium and readout light are input to a type phase conjugator to generate phase conjugate light of the multiple diffracted light.
さらに、第６の発明のホログラムリフレッシュ方法は、信号光の空間位相情報を変化させながらホログラフィック媒質に信号光を入力すると共に前記ホログラフィック媒質に前記信号光と交わる方向から信号光干渉用の参照光を入力し、該参照光と前記信号光との干渉により前記ホログラフィック媒質にホログラムを多重記録した後、前記信号光を非入力状態として前記ホログラフィック媒質に前記参照光を入力して前記ホログラムの多重回折光を形成し、該多重回折光を位相共役器に入力して前記多重回折光の位相共役光を発生し、該位相共役光を前記ホログラフィック媒質に入力することにより該ホログラフィック媒質に前記ホログラムを一括して再記録する構成をもって課題を解決する手段としている。 Further, the hologram refresh method according to the sixth aspect of the present invention is a method for inputting signal light to a holographic medium while changing the spatial phase information of the signal light and for interfering with the signal light from the direction intersecting the signal light to the holographic medium. The light is input, the hologram is multiplexed and recorded on the holographic medium by interference between the reference light and the signal light, and then the reference light is input to the holographic medium in the non-input state. And generating the phase conjugate light of the multiple diffracted light, and inputting the phase conjugate light to the holographic medium. In addition, the configuration in which the hologram is re-recorded collectively is used as means for solving the problem.
さらに、第７の発明のホログラムリフレッシュ方法は、上記第６の発明の構成に加え、前記ホログラフィック媒質に入力した位相共役光のうち前記ホログラフィック媒質を透過する透過光の位相空間情報を選択的に変化させ、対応するホログラムを再生する構成をもって課題を解決する手段としている。 Furthermore, the hologram refresh method according to the seventh invention selectively adds the phase space information of the transmitted light that passes through the holographic medium out of the phase conjugate light input to the holographic medium, in addition to the configuration of the sixth invention. This is a means for solving the problem with a configuration for reproducing the corresponding hologram.
本発明によれば、信号光の空間位相情報を変化させながらホログラフィック媒質に信号光を入力すると共に、前記ホログラフィック媒質に前記信号光と交わる方向から信号光干渉用の参照光を入力することにより、該参照光と前記信号光との干渉により前記ホログラフィック媒質にホログラムを多重記録することができる。つまり、信号光の空間位相情報を変化させると、記録対象のホログラム同士の相関を低くすることができ、ホログラフィック媒質にホログラムを多重記録できる。 According to the present invention, the signal light is input to the holographic medium while changing the spatial phase information of the signal light, and the reference light for signal light interference is input to the holographic medium from the direction intersecting with the signal light. Thus, the hologram can be multiplexed and recorded on the holographic medium by interference between the reference light and the signal light. That is, if the spatial phase information of the signal light is changed, the correlation between holograms to be recorded can be lowered, and holograms can be multiplexed and recorded on the holographic medium.
そして、本発明によれば、ホログラムの多重記録後に、前記信号光を非入力状態として前記ホログラフィック媒質に前記参照光を入力して前記ホログラムの多重回折光を形成し、該多重回折光を位相共役器に入力して前記多重回折光の位相共役光を発生し、該位相共役光を前記ホログラフィック媒質に入力することにより、前記位相共役光とその自己回折光との干渉、および前記参照光とその自己回折光との干渉により、ホログラフィック媒質に前記ホログラムを一括して再記録することができる。 According to the present invention, after the holographic recording of the hologram, the signal light is not input and the reference light is input to the holographic medium to form the multiplex diffracted light of the hologram. A phase conjugate light of the multiple diffracted light is generated by inputting to the conjugator, and the phase conjugate light is input to the holographic medium, whereby interference between the phase conjugate light and the self-diffracted light, and the reference light are generated. The holograms can be re-recorded in a batch on the holographic medium due to the interference with the self-diffracted light.
すなわち、本発明では、参照光の位相等を変化させずに、信号光の空間位相情報のみを変化させてホログラムの多重記録を行い、この多重記録後に参照光によりホログラムの多重回折光を発生させており、多重記録されたホログラムに対して一つずつリフレッシュを行うのではなく、前記多重回折光の位相共役光をホログラフィック媒質に入力することにより、位相共役光の波面補正作用を用いてホログラムを読み出しながら、全てのホログラムを容易に一括して効率的に再記録することができる。 That is, in the present invention, hologram recording is performed by changing only the spatial phase information of the signal light without changing the phase or the like of the reference light, and multiple diffracted light of the hologram is generated by the reference light after this multiple recording. Instead of refreshing the recorded holograms one by one, the phase conjugate light of the multiple diffracted light is input to the holographic medium, so that the hologram can be obtained using the wavefront correction function of the phase conjugate light. All the holograms can be easily and efficiently re-recorded while reading.
従来の参照光側の位相情報を変化させるタイプの多重記録方式を用いたリフレッシュ手法では、一度にリフレッシュ可能なホログラムが一つだけであるので、多重記録されたホログラム全体のリフレッシュを行うためには、多重記録されたホログラムを一枚ずつ順番にリフレッシュする必要がある(スケジューリング)。 In the conventional refresh method using the multiplex recording method of changing the phase information on the reference light side, only one hologram can be refreshed at a time, so in order to refresh the entire multiplex recorded hologram It is necessary to refresh the multiple recorded holograms one by one in order (scheduling).
そのため、多重記録されたホログラム全体をリフレッシュするためには多くの時間と、複雑な外部装置(電子制御装置など)が必要になる。また、この方式では、あるホログラムをリフレッシュしている間は、他のホログラムがその光線により劣化してしまうため、リフレッシュによるホログラムの回復力とホログラム多重数は相反することになり、性能面でも大きな制限がある。 Therefore, a lot of time and a complicated external device (such as an electronic control device) are required to refresh the entire holographically recorded hologram. In this method, while a certain hologram is refreshed, other holograms are deteriorated by the light beam. Therefore, the recovery power of the hologram by refreshing and the number of multiplexed holograms are contradictory, and the performance is also large. There is a limit.
これに対して、本発明では、記録されたすべてのホログラムに対して一括にリフレッシュが行われるため、上記スケジューリングが必要なくなり、制御用の外部装置が不要になると共に、リフレッシュ性能を向上することできる(高速化と多重数の増加)。 On the other hand, in the present invention, since all the recorded holograms are collectively refreshed, the scheduling is not necessary, an external device for control is unnecessary, and the refresh performance can be improved. (Speeding up and increasing the number of multiplexing).
つまり、本発明によれば、多重記録されたホログラムの非破壊再生を容易にすることができ、多重記憶するホログラム数を多くして記録密度を上げることができるし、ホログラムメモリ装置以外にホログラムの周期的なリフレッシュ動作を制御するための外部装置の回路が不要であり、位相共役光のリフレッシュ効果のみを用いているため、光電気変換を伴わない純光学的な制御が可能であり、装置構成を簡単にできる。 That is, according to the present invention, nondestructive reproduction of multiplex-recorded holograms can be facilitated, the number of holograms to be multiplex-stored can be increased, and the recording density can be increased. No external device circuit is required to control the periodic refresh operation, and only the phase conjugate light refresh effect is used, so pure optical control without photoelectric conversion is possible, and the device configuration Can be easy.
また、本発明のホログラムメモリ装置において、位相共役器はホログラフィック媒質と間隔を介して信号光の入力側と反対側に配設される相互励起型位相共役器とした構成によれば、相互励起型位相共役器を用いて、上記優れた効果を奏するホログラムメモリ装置を簡単な装置構成で実現できる。 In the hologram memory device of the present invention, the phase conjugator is a mutual excitation type phase conjugator disposed on the opposite side of the signal light input side with a gap between the holographic medium and the mutual excitation. Using a type phase conjugator, a hologram memory device having the above-described excellent effects can be realized with a simple device configuration.
さらに、本発明のホログラムメモリ装置において、空間位相制御部は、信号光の入力光路に交わる態様で設けられて前記信号光にランダムな空間位相分布を付加する拡散板と、該拡散板を前記信号光の進行方向に対して交わる方向に変位させる拡散板変位手段とを有する構成によれば、簡単な構成で空間位相制御部を形成でき、上記優れた効果を奏するホログラムメモリ装置を簡単な装置構成で実現できる。 Furthermore, in the hologram memory device of the present invention, the spatial phase control unit is provided in a mode crossing the input optical path of the signal light, and adds a random spatial phase distribution to the signal light, and the diffusion plate is used as the signal According to the configuration having the diffusing plate displacing means for displacing in the direction intersecting with the light traveling direction, the spatial phase control unit can be formed with a simple configuration, and the hologram memory device having the above excellent effects can be simply configured. Can be realized.
また、拡散板を用いる利点として、フォトリフラクティブ効果の回折効率を高くしようとする場合に問題となるファニング現象による背景ノイズや、その他の光学ノイズも拡散(低減)できることが挙げられる。その結果、出力のＳＮ比を向上させることができるので、記録密度・転送速度の性能を向上することができる。 Further, as an advantage of using a diffusion plate, it is possible to diffuse (reduce) background noise due to a fanning phenomenon and other optical noise which are problematic when trying to increase the diffraction efficiency of the photorefractive effect. As a result, the SN ratio of the output can be improved, so that the performance of recording density and transfer speed can be improved.
さらに、本発明のホログラムメモリ装置において、ホログラフィック媒質はフォトリフラクティブ媒質により形成されている構成によれば、フォトリフラクティブ媒質のホログラフィック効果を用いて容易に、かつ、的確にホログラムメモリ装置を構成できる。 Furthermore, in the hologram memory device of the present invention, according to the configuration in which the holographic medium is formed of a photorefractive medium, the hologram memory device can be configured easily and accurately using the holographic effect of the photorefractive medium. .
さらに、本発明のホログラムメモリ装置において、相互励起型位相共役器はフォトリフラクティブ媒質を有して構成され、前記相互励起型位相共役器にホログラフィック媒質から再生される多重回折光と読出し光とを入力して前記多重回折光の位相共役光を発生する構成によれば、相互励起型位相共役器にフォトリフラクティブ媒質を適用し、フォトリフラクティブ媒質のホログラフィック効果を用いることにより、より一層的確にホログラムメモリ装置を構成できる。 Further, in the hologram memory device of the present invention, the mutual excitation type phase conjugator includes a photorefractive medium, and the mutual excitation type phase conjugator receives multiple diffracted light and readout light reproduced from the holographic medium. According to the configuration in which the phase conjugate light of the multiple diffracted light is input and applied, the photorefractive medium is applied to the mutual excitation type phase conjugator, and the hologram is more accurately obtained by using the holographic effect of the photorefractive medium. A memory device can be configured.
さらに、本発明のホログラムリフレッシュ方法において、ホログラフィック媒質に入力した位相共役光のうち前記ホログラフィック媒質を透過する透過光の位相空間情報を選択的に変化させ、対応するホログラムを再生する構成によれば、所望のホログラムを的確に選択的に再生することができる。 Further, in the hologram refresh method of the present invention, the phase space information of the transmitted light that passes through the holographic medium among the phase conjugate light input to the holographic medium is selectively changed to reproduce the corresponding hologram. Thus, a desired hologram can be accurately and selectively reproduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１には、本発明に係るホログラムメモリ装置の一実施形態例が、ホログラム記録動作と共に示されている。また、図２には、本実施形態例のホログラムメモリ装置が、ホログラムの再記録動作と共に示されている。 FIG. 1 shows an embodiment of a hologram memory device according to the present invention together with a hologram recording operation. FIG. 2 shows the hologram memory device of the present embodiment together with the hologram re-recording operation.
これら図１、図２に示すように、本実施形態例のホログラムメモリ装置は、互いに間隔を介して配置された第１と第２のフォトリフラクティブ媒質１，２と、レーザ光源１０、空間光変調器１７、光検出器２０、拡散板１８、拡散板移動手段１９、ビームスプリッタ１１，１２，１３、ミラー１４，１５，１６、レンズ２１〜２５を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the hologram memory device according to the present embodiment includes the first and second
第１のフォトリフラクティブ媒質１は、ホログラムの多重記録用のホログラフィック媒質として機能し、第２のフォトリフラクティブ媒質２は、相互励起型の位相共役器として機能する。
The first
本実施形態例において、図１に示すホログラム多重記録動作時には、レーザ光源１０から出力されるレーザ光は、ビームスプリッタ１１により信号光（物体光）と参照光とに分岐される。つまり、レーザ光の一部がビームスプリッタ１１で反射して空間光変調器１７側に入力され、残りがビームスプリッタ１１を通過し、ビームスプリッタ１２で反射してミラー１５に入力される。
In the present embodiment, during the hologram multiplex recording operation shown in FIG. 1, the laser light output from the
なお、実際は、ビームスプリッタ１２を通過する光をミラー１６に入力されないように途中で遮断する、あるいは、ミラー１６の反射光を遮断する等して、レーザ光が第２のフォトリフラクティブ媒質２に入力されないようにすることが行われるが、図１では、説明を分かりやすくするために、ビームスプリッタ１２の通過光を省略している。
In practice, the laser light is input to the second
空間光変調器１７は、レーザ光源１０から出力される光に二次元の空間輝度データを入力して信号光（物体光）５とするものであり、空間光変調器１７によってデータ入力された信号光５は、ミラー１４により第１のフォトリフラクティブ媒質１側に反射される。本実施形態例では、ミラー１４の反射面が信号光５の入力部３５と成し、信号光５は、レンズ２１、拡散板１８、レンズ２２，２３を順に介して、上記第１のフォトリフラクティブ媒質１に入力される。
The spatial
拡散板１８は信号光５にランダムな空間位相分布を付加するものであり、拡散板１８は信号光の入力光路に交わる態様で設けられている。本実施形態例では、この拡散板１８と、拡散板１８を信号光５の進行方向に対して交わる方向（図１の矢印Ｅ方向）に変位させる拡散板変位手段１９とを有して、信号光５の空間位相情報を変化させる空間位相制御部４が形成されている。
The diffusing
また、前記ミラー１５の反射面は、第１のフォトリフラクティブ媒質１に、前記信号光５と交わる方向から信号光干渉用の参照光６を入力する参照光入力部３６として機能する。参照光６は、第１のフォトリフラクティブ媒質１の信号光入射面に斜めの方向から入力される。
The reflection surface of the
また、本実施形態例では、図示されていないホログラム多重記録制御部が設けられており、図１に示すように、前記空間位相制御部４による制御（拡散板１８を矢印Ｅ方向に変位させること）によって信号光の空間位相情報を変化させながら、第１のフォトリフラクティブ媒質１に信号光を入力し、該信号光５と前記参照光６との干渉により第１のフォトリフラクティブ媒質１にホログラムを多重記録する。
In this embodiment, a hologram multiplex recording control unit (not shown) is provided. As shown in FIG. 1, control by the spatial phase control unit 4 (dispersion of the
ここで、ホログラムの記憶動作を、図３の座標系を用いて説明すると、以下のようになる。つまり、前記信号光入力部３５（同図には図示せず）から第１のフォトリフラクティブ媒質１に向かって進む信号光（物体光）５は、幅ｄを持ってレンズ２１に入射し、レンズ２１の焦点距離ｆ１だけ離れた位置にあるランダム拡散板１８の表面（入射面）Ｂに集光して入射される。ｊ番目に記録するホログラムに対応する信号光の面Ａにおける振幅分布をａ０ｊ（ｘ，ｙ）とすると、拡散板１８の表面Ｂでの振幅ａ１ｊ（ｘ，ｙ）はレンズのフーリエ変換作用により、次式（数１）と表される。
Here, the hologram storing operation will be described with reference to the coordinate system of FIG. That is, the signal light (object light) 5 traveling from the signal light input unit 35 (not shown in the drawing) toward the first
ここでF{ }はフーリエ変換を表す。そして、信号光５に、拡散板１８の位置に応じた空間位相情報が付加される。透過関数をｔｊ（ｘ，ｙ）（単位振幅）とすると、拡散板１８の背面Ｃでの振幅ａ２ｊ（ｘ，ｙ）は、次式（数２）となる。
Here, F {} represents a Fourier transform. Then, spatial phase information corresponding to the position of the
ここでは、拡散板１８として、すりガラスのような表面にランダムな凹凸を持つものを仮定する。拡散板１８の厚みの平均をＨ、厚みのｘｙ分布をＨ＋ｈｊ（ｘ，ｙ）とすると、透過関数ｔｊ（ｘ，ｙ）は近軸において、次式（数３）と書くことができる。
Here, it is assumed that the
ここで、ｉは虚数単位、ｋ０は真空中での光波の波数、ｎは拡散板の屈折率、ｈｊ（ｘ，ｙ）の平均は０で、その空間分布はランダムであるとする。 Here, i is an imaginary unit, k 0 is the wave number of the light wave in vacuum, n is the refractive index of the diffusion plate, h j (x, y) has an average of 0, and its spatial distribution is random.
前記の如く、第１のフォトリフラクティブ媒質１へのホログラムの記録は、信号光５と参照光６とを、記録媒質中、つまり、ここでは、第１のフォトリフラクティブ媒質１の面Ｄで干渉させて行われる。拡散板１８と面Ｄまでの距離が４ｆ２の光学システムとすると、面Ｃの振幅分布ａ２ｊと面Ｄの振幅分布ａ３ｊとは、ａ３ｊ（ｘ，ｙ）＝ａ２ｊ（−ｘ，−ｙ）と関係づけられる。
As described above, the hologram recording on the first
多重記録の際には、拡散板１８を、その相関距離（すりガラスであれば数μｍ程度）以上、信号光５と交わる方向（図１〜３の矢印Ｅ方向）に変位させてから順次ホログラムを重ねて記録する。この操作によって、信号光５に付加する空間位相分布が変化し、互いの相関を低くすることができる。
At the time of multiplex recording, the diffusing
なお、拡散板の相関距離とは、信号光が照射されるスポットにおいて屈折率の空間分布の自己相関関数の値が1/ｅ２となる距離として定義されるものである。言い換えれば、透過関数ｔｊ（ｘ、ｙ）の自己相関関数Ｒｔ（ｘ、ｙ）が、１／ｅ２になる距離であり、Ｒｔは次式（数４）により表される。なお、（数４）において、＊は複素共役を表し、ｘ０，ｙ０は、それぞれ積分変数を表す。ホログラムを再生したときの出力光強度の値も、このＲｔ（ｘ、ｙ）にほぼ比例して変化する。 The correlation distance of the diffusion plate is defined as a distance at which the value of the autocorrelation function of the spatial distribution of the refractive index is 1 / e 2 at the spot irradiated with the signal light. In other words, the autocorrelation function R t (x, y) of the transmission function t j (x, y) is a distance that becomes 1 / e 2 , and R t is expressed by the following equation (Equation 4). In (Expression 4), * represents a complex conjugate, and x 0 and y 0 each represent an integral variable. The value of the output light intensity when the hologram is reproduced also changes substantially in proportion to this R t (x, y).
また、本実施形態例では、ホログラムを一括にリフレッシュするために、参照光６の位相情報は変化させず、どの入力データに対しても同一の参照光６を入射させるものであり、参照光６の振幅をａｒｅｆとすると、Ｍ枚多重記録されたホログラムの振幅は、次式（数５）で表される。なお、（数５）および以下の数式においても、＊は複素共役を表す。
Further, in this embodiment, in order to refresh the hologram all at once, the phase information of the
次に、ホログラムのリフレッシュ、および選択再生について述べる。本実施形態例では、図示されていないホログラム再記録制御部が設けられており、前記ホログラムの多重記録後に、図２に示すように、前記信号光５を非入力状態として前記第１のフォトリフラクティブ媒質１に前記参照光６（つまり、書き込み時と同一の参照光６）を入力して前記ホログラムの多重回折光を形成する。
Next, hologram refresh and selective reproduction will be described. In this embodiment, a hologram re-recording control unit (not shown) is provided, and after the holographic recording of the hologram, as shown in FIG. The reference light 6 (that is, the
つまり、図２に示すように、ホログラムの再記録動作時には、前記ホログラム再記録制御部の制御によって、レーザ光源１０から出力されるレーザ光は、ビームスプリッタ１１を通過し（ビームスプリッタ１１で反射する光は前記空間光変調器１７への入力が行われないような手段がとられ）、その一部がビームスプリッタ１２で反射してミラー１５に入力され、第１のフォトリフラクティブ媒質１へのホログラム書き込み時と同様に、参照光６として第１のフォトリフラクティブ媒質１に斜めの方向から入力され、ホログラムの多重回折光７が形成される。
That is, as shown in FIG. 2, during the hologram re-recording operation, the laser light output from the
この多重回折光７は、図３において、第１のフォトリフラクティブ媒質１の面Ｄで参照光６によって読み出された回折光であり、全てのホログラムからの回折光の重ね合わせΣａ３ｊ（ｘ，ｙ）となり、相互励起型位相共役器としての第２のフォトリフラクティブ媒質２に入射する。
This multiple diffracted light 7 is diffracted light read out by the
一方、レーザ光のうち、ミラー１５側に反射せずにビームスプリッタ１２を通過した光は、ミラー１６で反射して、第２のフォトリフラクティブ媒質２に入射する。ミラー１６から第２のフォトリフラクティブ媒質２に入射するレーザ光は、読み出し光９として機能するものであり、ミラー１６の反射面が、第２のフォトリフラクティブ媒質２にホログラムの読み出し光９を入力する読み出し光入力部３９として機能する。
On the other hand, of the laser light, the light that has passed through the
そして、読み出し光９は、第２のフォトリフラクティブ媒質２で多重回折光７と干渉し、多重回折光７の位相共役光８が発生する。
Then, the
つまり、上記多重回折光７が第２のフォトリフラクティブ媒質２に入射すると、第２のフォトリフラクティブ媒質２に相互励起型位相共役器となるホログラムを誘起し、読み出し光９は、多重回折光７の位相共役光８、すなわち全ての信号光の位相共役光として、第１のフォトリフラクティブ媒質１側に回折される。そして、上記多重回折光７が光の重ね合わせΣａ３ｊ（ｘ，ｙ）であるのに対して位相共役な光波の重ね合わせΣａ３ｊ ＊（ｘ，ｙ）が、位相共役光８として第１のフォトリフラクティブ媒質１に返される。
That is, when the multiple diffracted light 7 is incident on the second
なお、フォトリフラクティブ媒質を用いた位相共役読み出しには、信号光と平面参照光で記録したホログラムに完全に対向入射する読み出し光の回折によって位相共役光を出力させるもの（縮退四波混合）と、例えば上記非特許文献６に示されているような、フォトリフラクティブ媒質中でのファニング現象を介して位相共役光を発生させるもの（自己励起型、相互励起型位相共役器等）とがあるが、本実施形態例では、第１のフォトリフラクティブ媒質１の信号光入力側と反対側に配置した第２のフォトリフラクティブ媒質２を相互励起型位相共役器として機能させて位相共役光を発生させる。
Note that phase conjugate readout using a photorefractive medium includes output of phase conjugate light by diffraction of readout light that is completely oppositely incident on a hologram recorded with signal light and planar reference light (degenerate four-wave mixing), and For example, as shown in
そして、上記位相共役光８が第１のフォトリフラクティブ媒質１に入力すると、位相共役光８の自己回折と前記参照光６との干渉による再書き込み効果によって、第１のフォトリフラクティブ媒質１に前記ホログラムを一括して再記録することができ、全てのホログラムは同時にリフレッシュされ、ホログラムの劣化を抑えることができる（上記非特許文献７、８参照。）。
When the phase conjugate light 8 is input to the first
ところで、上記の位相共役光８によるリフレッシュ効果を用いて、ホログラム再生劣化を完全に抑えるためには、記録媒質（ここでは第１のフォトリフラクティブ媒質１）と位相共役器（ここでは第２のフォトリフラクティブ媒質２）に高い結合強度が必要となる。そこで、本実施形態例では、第１と第２のフォトリフラクティブ媒質１，２の結合効率を、ホログラム再生劣化を完全に抑えることが可能な結合効率としている。なお、結合強度とは、フォトリフラクティブ媒質の電気光学係数や光線入射角度によって決定される結合係数と、光線の相互作用長との積によって表されるパラメータである。
By the way, in order to completely suppress the hologram reproduction deterioration by using the refresh effect by the phase conjugate light 8, the recording medium (here, the first photorefractive medium 1) and the phase conjugater (here, the second photorefractive medium) are used. A high coupling strength is required for the refraction medium 2). Therefore, in this embodiment, the coupling efficiency of the first and second
記録媒質、位相共役器の結合強度が十分に高い場合には、再書き込みによるリフレッシュの効果が、読出し光照射によるホログラム消去効果を上回り、ホログラムの非破壊再生が可能となる。 When the coupling strength of the recording medium and the phase conjugator is sufficiently high, the refresh effect by rewriting exceeds the hologram erasing effect by reading light irradiation, and the hologram can be reproduced nondestructively.
さらに、非破壊再生の条件を満たしている場合、リフレッシュを続けることで、記録媒質の回折効率、位相共役器の回折効率（または反射率）は、フォトリフラクティブ効果の増幅作用により、徐々に増幅される。 Furthermore, if the conditions for non-destructive playback are satisfied, by continuing refreshing, the diffraction efficiency of the recording medium and the diffraction efficiency (or reflectivity) of the phase conjugator are gradually amplified by the amplification effect of the photorefractive effect. The
すなわち、本実施形態例の方式においても、記録媒質にＭ枚のホログラムを書き込んだ直後は、通常の多重記録と同様に、回折効率は１／Ｍ２に減少するが、リフレッシュを続けて定常状態に達すると、各ホログラムからの回折効率の和は、１枚のホログラムを記録した場合の回折効率と同程度まで増幅される。したがって、一枚当たりの回折効率は１／Ｍとなり、初期状態のＭ倍まで増幅することが可能である。 That is, also in the system of the present embodiment example, immediately after M holograms are written on the recording medium, the diffraction efficiency is reduced to 1 / M 2 , as in normal multiplex recording, but the refreshing is continued and the steady state. , The sum of the diffraction efficiencies from the respective holograms is amplified to the same extent as the diffraction efficiency when a single hologram is recorded. Therefore, the diffraction efficiency per sheet is 1 / M, and it is possible to amplify up to M times the initial state.
以上のように、本実施形態例によれば、定常状態では、各ホログラムからの回折効率の和は、１枚のホログラムを記録した時と同じになるため、ホログラム１枚あたりの回折効率は１／Ｍとなり、同数のホログラムを多重した場合、従来法に比べてＭ倍の回折効率まで増幅することができるので、様々な位相共役光を用いたリフレッシュ手法を、多重数の大きい、大容量のホログラフィックメモリに適用可能になる。 As described above, according to the present embodiment example, in the steady state, the sum of the diffraction efficiencies from the respective holograms is the same as when one hologram is recorded, so the diffraction efficiency per hologram is 1 / M, and when the same number of holograms are multiplexed, it is possible to amplify the diffraction efficiency up to M times that of the conventional method. Therefore, a refreshing method using various phase conjugate lights can be used with a large number of multiplexing and a large capacity. Applicable to holographic memory.
また、本実施形態例において、多重回折光７の位相共役光８は、再度、拡散板１８を通過することにより空間分離できるものであり、以下に、ホログラムの選択再生動作について説明する。
In this embodiment, the phase conjugate light 8 of the multiple diffracted light 7 can be spatially separated by passing through the
位相共役光８は、第１のフォトリフラクティブ媒質１を透過し、この光（多重位相共役光）２８は振幅Σａ２ｊ ＊（ｘ，ｙ）をもって、図３の面Ｃから拡散板１８に入射する。このとき、拡散板１８がｋ番目のホログラムを記録した時と同位置にあるとき、拡散板１８の表面Ｂから出射する透過光ａ１ ’（ｘ、ｙ）は、次式（数６）に表される。
The phase conjugate light 8 is transmitted through the first
つまり、拡散板１８を透過する光は、ｋ番目に対応する信号光（入力物体光）５の位相ａｌｋ（ｘ，ｙ）の位相共役成分ａｌｋ ＊（ｘ，ｙ）と他のホログラムからの回折光成分に分離される。位相共役成分ａｌｋ ＊（ｘ，ｙ）は出力光２９となる。ここで、式（数６）の右辺第２項の位相はランダムであるため、拡散して白色ノイズとなる。さらに、レンズ２１の面Ａでは、レンズの逆フーリエ変換により、次式（数７）となる。
That is, the light transmitted through the
ただし、（数７）のｎ（ｘ，ｙ）は、次式（数８）により表される。 However, n (x, y) in (Expression 7) is expressed by the following expression (Expression 8).
（数８）において、記号★は畳み込み演算である。ここで、信号光５の入力面Ａでの位相共役光成分ａ０ｋ ＊（ｘ，ｙ）を光検出器２０で観測することによって、ｋ番目に記録した信号光５のデータ、つまり、ここでは、物体光（信号光５）の二次元データのみを選択的に再生することができる。
In (Equation 8), the symbol ★ is a convolution operation. Here, by observing the phase conjugate light component a 0k * (x, y) on the input surface A of the
すなわち、本実施形態例において読み出されるホログラムは、記録媒質である第１のフォトリフラクティブ媒質１中での光波のブラッグ条件によってではなく、多重回折光７のもつ空間位相分布と、拡散板１８の空間位相分布の相互相関によって決定される。なお、ここで、式（数６）において、観測面Ａでのノイズ成分ｎ（ｘ，ｙ）の一部は信号光５と重なりあい、これが、ノイズの主要因となる。
That is, the hologram read in the present embodiment is not based on the Bragg condition of the light wave in the first
一般に、すりガラスのようなランダム位相物体によって散乱された光は、互いに干渉し合うことで、遠視野ではコントラストの高い斑点状の強度分布を形成する。このような強度分布はスペックルと呼ばれる。 In general, light scattered by a random phase object such as ground glass interferes with each other to form a spot-like intensity distribution with high contrast in the far field. Such an intensity distribution is called speckle.
本実施形態例では、不要な多重回折光から発生するスペックルノイズ３０を出力光２９と重ならないようにすることで、ノイズの大部分を回避することができる。具体的には、高いランダム性を持つ拡散板１８を用いて拡散角を大きくし、レンズ２１と拡散板１８との距離を広げ、レンズ２１の面Ａにおける信号光５の開口径を小さくすることにより、高いＳＮ比が得られる。
In the present embodiment, most of the noise can be avoided by preventing the
（実施例１）
図４に、本発明を実施するための光学系の一例（実施例１）を示す。この実施例１において、上記実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してある。第１と第２のフォトリフラクティブ媒質１，２は、チタン酸バリウム結晶により形成し、レーザ光源１０は波長５１４ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いている。
Example 1
FIG. 4 shows an example (Example 1) of an optical system for carrying out the present invention. In the first embodiment, the same reference numerals are given to the same names as those in the above embodiment. The first and second
この実施例１では、チタン酸バリウムの高い結合係数を得るために、それぞれの光波の偏光は異常光としており、それに伴い、実施例１では、上記実施形態例におけるビームスプリッタ１１，１２の代わりに偏光ビームスプリッタ４１，４２を設け、それぞれの偏光ビームスプリッタ４１，４２の入射側に半波長板５１，５２を、反射光出射側に半波長板５３，５４を設けている。
In Example 1, in order to obtain a high coupling coefficient of barium titanate, the polarization of each light wave is anomalous light. Accordingly, in Example 1, instead of the
また、ミラー１６の反射側にミラー２７を設けて、ミラー１６で反射した光をさらにミラー２７で反射して第２のフォトリフラクティブ媒質２に入射するように構成され、また、拡散板１８やレンズ２１がミラー１４の入射側に設けられているが、実施例１の要部構成（光学的基本構成）は上記実施形態例と同様に構成されており、上記実施形態例と同様の動作により同様の効果を奏する。
Further, a
（実施例２）
図５に、本発明を実施するための光学系の別の例（実施例２）を示す。この実施例２において、上記実施形態例および実施例１と同一名称部分には同一符号が付してある。実施例２では、第３のフォトリフラクティブ媒質３を設けてこの第３のフォトリフラクティブ媒質３も位相共役器として機能させる構成とし、共振器のように配置することで、記録媒質と位相共役器を分離して用いる。
(Example 2)
FIG. 5 shows another example (Example 2) of an optical system for carrying out the present invention. In Example 2, the same reference numerals are given to the same name portions as those in the above embodiment and Example 1. In the second embodiment, the third photorefractive medium 3 is provided so that the third photorefractive medium 3 also functions as a phase conjugator, and the recording medium and the phase conjugator are arranged by being arranged like a resonator. Separately used.
この場合、ホログラムを非破壊再生できるための条件は二つの位相共役器（ここでは第２と第３のフォトリフラクティブ媒質２，３）の結合強度で決まり、記録媒質（第１のフォトリフラクティブ媒質１）側の結合強度は低くても構わない。
In this case, the condition for nondestructive reproduction of the hologram is determined by the coupling strength of the two phase conjugators (here, the second and third
なお、図５において、符号、５５〜６０は半波長板、４４，４５は偏光ビームスプリッタ、３１はビームスプリッタ、６１〜６４は、それぞれポンプ光を示す。 In FIG. 5, reference numerals 55 to 60 are half-wave plates, 44 and 45 are polarization beam splitters, 31 is a beam splitter, and 61 to 64 are pump lights.
実施例２は、２つの位相共役器を設けて共振器のように機能させるが、ホログラムの多重記録や再記録、再生に関する基本動作は上記実施例１と同様であり、実施例２も、同様の効果を奏することができる。 In the second embodiment, two phase conjugators are provided to function like a resonator, but the basic operations related to hologram multiple recording, re-recording, and reproduction are the same as in the first embodiment, and the second embodiment is also the same. The effect of can be produced.
なお、以下に、実施例２の動作について簡単に説明する。実施例２でも、レーザ光源１０から発信されたレーザ光と、半波長板５１〜６０、偏光ビームスプリッタ４１〜４４、ミラー１４〜１６，２７とを用い、信号光５、参照光６、ポンプ光６１〜６４を形成する。
The operation of the second embodiment will be briefly described below. Also in the second embodiment, the laser beam transmitted from the
信号光５と参照光６を、第１のフォトリフラクティブ媒質１（ホログラム記録媒質）中で干渉させ、第１のフォトリフラクティブ媒質１にホログラムを多重記録する。ここで、全てのホログラムの記録時において同一の参照光６を用い、拡散板１８を変位させることによって、信号光５の空間位相分布を変化させてから、互いに相関のないホログラムを多重記録する。
The
その後、信号光５を遮断し、第１のフォトリフラクティブ媒質１には参照光６のみを入射し、多重回折光７（７ａ）を発生させて、該多重回折光７ａを第１の位相共役器として機能する第２のフォトリフラクティブ媒質２に入力し、ポンプ光６１とポンプ光６２とを用いて多重回折光７ａに対する位相共役光８の多重回折光７（７ｂ）を発生させる。そして、第１のフォトリフラクティブ媒質１を透過した多重回折光７ｂの一部をビームスプリッタ３１で反射して前記拡散板１８側に進ませ、残りの多重回折光７ｂをビームスプリッタ３１が透過し、第２の位相共役器として機能する第３のフォトリフラクティブ媒質３に入力する。
Thereafter, the
そして、ポンプ光６３とポンプ光６４とを用いて、上記と同様に、多重回折光７ｂの位相共役光の多重回折光７（７ｃ）を発生させる。この多重回折光７ｃは、前記多重回折光７ａと等価な光波である。そして、この多重回折光７ｃと参照光６とにより第１のフォトリフラクティブ媒質１の多重ホログラムを一括して再記録（リフレッシュ）する。
Then, using the pump light 63 and the pump light 64, the multiple diffracted light 7 (7c) of the phase conjugate light of the multiple diffracted light 7b is generated as described above. The multiple diffracted light 7c is a light wave equivalent to the multiple diffracted light 7a. Then, the multiple holograms of the first
また、前記拡散板１８側に進んだ光は、拡散板１８を所望のホログラムが記録されたときの位置に変化させることによって、選択的に二次元データを再生する。
Further, the light traveling to the
なお、本発明は、上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、信号光（物体光）のフーリエ面Ｂに拡散板１８を配置することで信号光に空間位相分布を付加したが、空間位相分布を与える面はフーリエ平面に限定されない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment example, Various aspects can be taken. For example, in the above-described embodiment, the spatial phase distribution is added to the signal light by disposing the
また、上記実施形態例および実施例１では、第２のフォトリフラクティブ媒質２から成る位相共役器は、相互励起型位相共役器としたが、位相共役器は、位相共役光が発生できる様々な構成を適用できる。
In the above-described embodiment and Example 1, the phase conjugator composed of the second
さらに、本発明を形成する光学系は、上記実施形態例および実施例１、２に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、例えば、位相共役器を３つ以上設けた光学系や、一つのフォトリフラクティブ媒質に複数の相互作用領域を形成する光学系、上記非特許文献４、５、９に記載されている光学系等、様々な光学系が考えられる。
Furthermore, the optical system forming the present invention is not limited to the above-described embodiment and Examples 1 and 2, and is appropriately set. For example, an optical system provided with three or more phase conjugates Various optical systems such as an optical system that forms a plurality of interaction regions in one photorefractive medium, and an optical system described in
さらに、本発明は、上記非特許文献１０に示されているようなホログラムの選択消去技術と組み合わせることができる。つまり、本発明は、多重ホログラムに対してランダムに書き換え操作を行った場合にも再生劣化を防ぐことができるので、上記選択消去技術と組み合わせることにより、任意のホログラムに対して書き換え可能なホログラフィックランダムアクセスメモリへ応用することができる。
Furthermore, the present invention can be combined with a hologram selective erasing technique as shown in
さらに、上記実施形態例ではホログラフィック媒質をフォトリフラクティブ媒質１により形成したが、ホログラフィック媒質は、書き換え可能なホログラフィック媒質であればよく、フォトリフラクティブ媒質に限定されない。
Furthermore, although the holographic medium is formed of the
１ 第１のフォトリフラクティブ媒質
２ 第２のフォトリフラクティブ媒質
２ 第３のフォトリフラクティブ媒質
４ 空間位相制御部
５ 信号光
６ 参照光
７ 多重回折光
８ 位相共役光
９ 読み出し光
１０ レーザ光源
１１，１２，１３ ビームスプリッタ
１４，１５，１６，２７ ミラー
１７ 空間光変調器
１８ 拡散板
１９ 拡散板変位手段
２０ 光検出器
２８ 多重位相共役光
２９ 出力光
６１〜６４ ポンプ光
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